[국제i저널 = 포항 정정순기자] 디스플레이, 초미세반도체, 의료기기 등 다양한 제품에 사용되는 양자점*1의 가장 큰 걸림돌로 지적되었던 밴드갭을 제어할 수 있는 새로운 기술이 국내 연구팀을 통해 발표됐다. 이 기술은 국제적인 권위지 표지논문으로 장식되어 학계의 관심을 모으고 있다.

‘스몰(Small)’의 4월호 표지논문 장식 ⓒ국제i저널

POSTECH 신소재공학과 공의현 박사(32, 지도교수 장현명) 팀은 양자점의 상전이*2를 이용, 하나의 양자점에 2가지 상태를 공존시켜 양자점의 밴드갭을 조절할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다.

이 기술을 적용하면 전극의 광학적 특성이 수배 이상 증가해 양자점 감응형 태양전지의 효율이 50% 이상 향상될 수 있다.

밴드갭(band gap)은 에너지 갭으로도 불리는 것으로 전자가 존재하는 에너지 레벨과 전자가 존재하지 않는 에너지 레벨의 사이의 차이를 의미하는데, 이 차이에 따라 물질의 전기 전도성 정도가 결정되는 중요한 특성이다. 따라서, 전도성을 이용해 디스플레이나 반도체, 의료기기에 활용되는 양자점의 특성상 이 밴드갭을 조절하는 것은 광학적, 전기적 특성을 크게 개선시킬 수 있는 중요한 연구다.

물론 이 밴드갭을 조절하는 방법은 양자점의 크기를 제어하는 등 이미 다양하게 발표되어 왔지만, 이들 방법은 복잡하고 그 비용이 복잡하다는 단점이 지적되어 왔다.

연구팀은 진공장비 등 고가의 장비 없이 공기 중에서 짧은 시간 열처리를 통해 양자점 속 격자를 뒤틀리게 함으로써 밴드갭을 조절하는 기술을 제안했다. 따라서 공정시간이 짧을 뿐 아니라 제조비용도 큰 폭으로 낮아진다.

무엇보다 이 기술은 다양한 종류의 반도체 양자점에 적용될 수 있어 양자점을 이용하는 여러 기기에 활용할 수 있는 장점을 가지고 있다.

한편, 이 연구는 재료과학분야의 권위지인 ‘스몰(Small)’의 4월호 표지논문으로 9일(현지시간) 발표됐다.

정정순  yeu3030@naver.com

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